การศึกษาสัดส่วนการป้อนอากาศที่มีผลต่อการเกิดอนุภาคขนาดเล็กและออกไซด์ของไนโตรเจนจากการเผาไหม้ชีวมวลร่วมกับถ่านหิน

Abstract

จากแนวโน้มความต้องการพลังงานงานในรูปแบบต่างๆที่สูงขึ้นในทุกภาคส่วนส่งผลให้การจัดหาพลังงานให้เพียงพอเป็นเรื่องเร่งด่วนและสำคัญ ประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรมจึงมีวัสดุเหลือทิ้งจากการเกษตรหรือชีวมวลเป็นจำนวนมาก การนำพลังงานที่สะสมในชีวมวลดังกล่าวมาใช้ประโยชน์เป็นทางเลือกหนึ่งในการแก้ปัญหาวิกฤตพลังงาน การเผาไหม้เป็นเทคนิคการแปรรูปพลังงานจากชีวมวลที่ง่ายและถูกที่สุดซึ่งปัจจุบันได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายแล้ว เช่น การผลิตไฟฟ้าจากการเชื้อเพลิงชีวมวล อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปกระบวนการเผาไหม้จะก่อให้เกิดมลพิษหลายรูปแบบ เช่น อนุภาคขนาดเล็ก ก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ออกไซด์ของไนโตรเจน เป็นต้น การควบคุมการปลดปล่อยมลพิษดังกล่าวเป็นสิ่งจำเป็นและการเลือกเทคนิคการดักจับมลพิษที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับลักษณะมลพิษที่เกิดขึ้น องค์ประกอบของเชื้อเพลิงและสภาวะที่เผาไหม้ เป็นหนึ่งในปัจจัยที่มีผลต่อลักษณะและปริมาณมลพิษที่เกิดขึ้น งานวิจัยนี้ทำการศึกษาลักษณะและปริมาณของมลพิษที่เกิดจากการเผาไหม้ชีวมวล ถ่านหิน และการเผาไหม้ร่วมระหว่างชีวมวลและถ่านหิน โดยมลพิษที่ทำการศึกษาประกอบด้วย อนุภาคขนาดเล็ก ออกไซด์ของไนโตรเจนและก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ ชีวมวลที่เลือกในการศึกษานี้เป็นชีวมวลที่มีอยู่ในสูงสุดในประเทศ ได้แก่ แกลบ กากอ้อย เหง้ามันสำปะหลัง และ กะลามะพร้าว และถ่านหินที่เลือกเป็นถ่านหินมีการใช้มากในประเทศ คือ ลิกไนต์ และ บิทูมินัส การศึกษานี้ทำศึกษาลักษณะของมลพิษที่เกิดขึ้นจากสัดส่วนการเผาไหม้ชีวมวลต่อถ่านหินที่แตกต่างกันดังนี้ 80:20 50:50 และ 20:80 และทำการแปรผันสัดส่วนอากาศคิดเป็นร้อยละ 100 150 และ 200 ของปริมาณออกซิเจนที่ต้องการ โดยเทียบกับลักษณะและปริมาณมลพิษที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ชีวมวลหรือถ่านหินเพียงอย่างเดียว ผลการศึกษาพบว่าการเผาไหม้ถ่านหินเพียงอย่างเดียวเกิดออกไซด์ของไนโตรเจนมากกว่าการเผาไหม้ชีวมวลอย่างเดียวและเมื่อเพิ่มสัดส่วนอากาศมากขึ้นมีผลทำให้การเกิดก๊าซไนโตรเจนออกไซด์และก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ลดลง สำหรับการเผาร่วมถ่านหินและชีวมวล ออกไซด์ของไนโตรเจนและก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ลดลงตามสัดส่วนของถ่านหินต่อชีวมวลที่ใช้และในสัดส่วนอากาศที่มากขึ้นทำให้เกิดออกไซด์ของไนโตรเจนและก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ลดลง ในส่วนของการเกิดอนุภาคการเผาไหม้ชีวมวลเพียงอย่างเดียวทำให้เกิดอนุภาคฝุ่นมากว่าการเผาไหม้ถ่านหินเพียงอย่างเดียวในทุกสัดส่วนอากาศ และเมื่อทำการเผาไหม้ร่วมระหว่างชีวมวลและถ่านหินพบว่าปริมาณอนุภาคที่เกิดขึ้นลดลง